Verfahren, um die Lage eines Erdschlusses einer elektrischen Freileitung
zwischen zwei Stationen zu bestimmen Es ist bekannt, daß man durch eine Widerstandsmessung
die Entfernung eines Erdschlusses einer Leitung mit gewisser Annäherung bestimmen
kann. Die Widerstandsmessung hat jedoch den Nachteil, daß der Ubergangswiderstand
an der Erdschlußstelle, der recht erhebliche Werte annehmen kann, die im einzelnen
Falle gar nicht bekannt sind, in die Messung mit eingeht und das Ergebnis recht
unsicher macht.Procedure for the location of an earth fault in an electrical overhead line
to determine between two stations It is known that one can use a resistance measurement
determine the distance of an earth fault in a line with a certain approximation
can. The resistance measurement, however, has the disadvantage that the contact resistance
at the earth connection point, which can take on quite considerable values, in detail
The case is not known at all, is included in the measurement and the result is correct
makes you insecure.
Gemäß der Erfindung wird die Lage eines Erdschlusses einer zwischen
zwei Stationen verlaufenden Freileitung dadurch wesentlich genauer bestimmt, daß
mit Hilfe einer gesunden, zu der kranken Leitung parallel laufenden Leitung,
welche an ihrem einen Ende direkt und an ihrem anderen Ende über einen von Wechselstrom
durchflossenen Widerstand geerdet wird, eine Brückenschaltung gebildet und die Erregung
eines zwischen dem kranken Leiter und einem veränderlichen Abgreifpunkt an dem Widerstand
angeschlossenen Meßinstrumentes zum Verschwinden gebracht wird. Der Erfindung liegt
die Tatsache zugrunde, daß der Widerstand, welchen ein durch die Erde fließender
Wechselstrom im Erdreich findet, außer der Frequenz des Wechselstromes der Länge
des Weges direkt proportional ist. Bei Verwendung einer bestimmten Frequenz läßt
sich also an der Einstellung des Abgreifpunktes an dem von Wechselstrom durchflossenen
Widerstand angeben, in welchem Abstand von den beiden Stationen die Erdschlußstelle
liegt. Die Brückenschaltung ergibt das Verhältnis der Widerstände des Erdreiches
von der einen Station bis zur Er dschlußstelle zu dem Widerstand des Erdreiches
von der Erdschlußstelle bis zur anderen Station plus dem Widerstand des gesunden
Leiters; es bildet in dieser Brückenschaltung der Erdschluß und der eine Teil des
kranken Leiters die eine Diagonale, in die das Nullinstrument gelegt wird. An die
Endpunkte des eingeschalteten Ohmschen Widerstandes wird eine Wechselstromquelle
gelegt, vorzugsweise mit netzfremder Frequenz, damit benachbarte, noch unter Strom
stehende Leitungen das Meßergebnis nicht fälschen können. Da die Leitungen nicht
allein Ohmschen, sondern auch induktiven Widerstand besitzen, und da der Diagonalzweig
nur spannungslos werden kann, wenn Ohmscher und induktiver Widerstand im ganzen
Brückenzweig dasselbe Verhältnis haben, so scheint es, als ob eine Abgleichung der
Wheatstoneschen Brücke im allgemeinen gar nicht möglich wäre. Nun hat sich aber
gezeigt, daß dieses Verhältnis in -der Erdrückleitung und in der Freileitung bei
einer bestimmten Periodenzahl tatsächlich so
weitgehend übereinstimmt,
daß die Abgleichung der Wheatstoneschen Brücke mit genügender Genauigkeit möglich
ist. Wo größere Abweichungen- sich- zeigen, können dieselben durch Einschaltung
einer durch Versuchsraessungen bestimmten konstanten Impedanz beseitigt werden.
Es ist auf diese Weise möglich, ein Meßgerät für die Entfernung eines Erdschlusses
zu bauen, bei dem der Uhrasche Widerstand, der den einen Zweig der Brücke bildet,
in Entfernungen geeicht ist, so daß nach Abgleichung der Brücke die Entfernung des
Erdschlusses unmittelbar abgelesen werden kann.According to the invention the sheet is a ground fault, an axis extending between two stations overhead line determined much more accurately, that with auxiliary e a sound to the sick line parallel line which traversed directly at one end and at its other end via a AC Resistance is grounded, a bridge circuit is formed and the excitation of a measuring instrument connected between the diseased conductor and a variable tapping point on the resistor is made to disappear. The invention is based on the fact that the resistance which an alternating current flowing through the earth finds in the earth, apart from the frequency of the alternating current, is directly proportional to the length of the path. When a certain frequency is used, the setting of the tapping point on the resistor through which alternating current flows can indicate the distance from the two stations to the earth connection point. The bridge circuit results in the ratio of the resistances of the ground from one station to the terminal point to the resistance of the ground from the point of ground terminal to the other station plus the resistance of the healthy conductor; In this bridge circuit the earth fault and one part of the diseased conductor form the diagonal in which the zero instrument is placed. An alternating current source is applied to the end points of the switched-on ohmic resistance, preferably with a frequency that is not connected to the network, so that neighboring lines that are still energized cannot falsify the measurement result. Since the lines have not only ohmic resistance, but also inductive resistance, and since the diagonal branch can only be de-energized if the ohmic and inductive resistance have the same ratio in the entire bridge branch, it seems as if an alignment of the Wheatstone bridge is generally not possible were. However, it has now been shown that this ratio in the earth return line and in the overhead line is actually so largely the same for a certain number of periods that the alignment of the Wheatstone bridge is possible with sufficient accuracy. Where larger deviations appear, they can be eliminated by including a constant impedance determined by test measurements. In this way, it is possible to build a measuring device for the removal of an earth fault, in which the clock's resistance, which forms one branch of the bridge, is calibrated at distances so that the distance of the earth fault can be read off immediately after the bridge has been adjusted .
Ein Ausführungsbeispiel für' eine Schaltung zur Durchführung des Verfahrens
ist in der Zeichnung dargestellt.An embodiment of 'a circuit for carrying out the method
is shown in the drawing.
R, S, T sind die drei Leiter einer Drehstromleitung, deren Leiter
R bei E einen Er dschluß hat. Es sei angenommen, daß dieser Erdschluß dazu geführt
hat, daß die drei Leiter von Hand oder selbsttätig in den beiden Unterstationen
Ul und U2 vom übrigen Netz abgetrennt worden sind. Es handelt sich für den Beamten
in der Unterstation U1 nunmehr darum, die Lage des Erdschlusses E festzustellen.
Die kranke Phase R ist ihm bekannt. Die Unterstation U2 erhält von ihm den Auftrag,
einen gesunden Leiter, beispielsweise S, durch eine Verbindungsleitung V zu erden.
Er selbst legt.zwischen denselben gesunden Leiter S und die Erde einen Ohmschen
Widerstand W. Auf diesem gleitet ein einstellbarer Kontakt K, . der mit dem kranken
Leiter R über ein wattmetrisches Meßgerät M verbunden ist. Die zweite Spule dieses
Meßgerätes liegt an den Klemmen einer Wechselstromquelle G, die an die Enden des
Ohmschen Widerstandes W angelegt ist. Die Verwendung einer besonderen Wechselstromquelle
und des wattmetrischen Gerätes 111 hat einmal den Vorteil, daß die Messung nicht
durch andere Stromquellen beeinflußt werden kann. Außerdem wirkt nur die Wattkomponente
darauf ein, so daß die wattlosen Komponenten, die durch die Kapazität der Leiter
hervorgerufen werden, weniger stören. Insbesondere empfiehlt sich für die Wechselstromquelle
G die Wahl einer netzfremden Frequenz, so daß auch parallel laufende, noch unter
Spannung stehende Leitungen des Netzes keinen störenden Einfluß ausüben können.
Bei dieser Schaltung bildet der gesunde Leiter S die Verbindungsleitung V und die
Erdrückleitung von U2 nach U1 den einen Zweig einer Wheatstoneschen Brücke, der
Ohmsche Widerständ W den anderen Zweig. An der einen Diagonale liegt die Wechselstromquelle
G, die andere Diagonale wird durch den Erdschluß E, den einen Teil der Leitung R
und das Meßinstrument M gebildet. Der Schiebekontakt K wird so eingestellt, daß
das Meßgerät M stromlos wird. Aus der Einstellung des Kontaktes K ergibt sich dann
das Verhältnis des Widerstandes der Erdrückleitung zwischen U1 und dem Erdschluß
E zu dem Widerstand der Erdrückleitung zwischen U2 und dem Erdschluß E plus dem
Widerstand des gesunden Leiters S. Der Gesamtwiderstand der Erdrückleitung zwischen
U1 und U2 sowie der Widerstand des gesunden Leiters S sind aber bekannt. Infolgedessen
ergibt der Teilwiderstand die Entfernung des Erdschlusses. Die Abgleichung der Wheatstoneschen
Brücke gelingt stets dann, wenn die Impedanz der Erdrückleitung und die Impedanz
des gesunden Leiters S den gleichen Phasenverschieb.ungswinkel haben oder, mit anderen
Worten, wenn das Verhältnis der Ohmschen Komponente zur induktiven Komponente bei
beiden das gleiche ist. Der besondere Wert der Erfindung liegt in dem glücklichen
Umstande, daß diese Bedingung in der Tat bis zu einem gewissen Grade. erfüllt ist,
wie die Erfahrung gezeigt hat. Noch bestehende Unterschiede können durchEinschaltung
von Hilfsimpedanzen Hl, H2 beseitigt oder wenigstens weitgehend gemildert werden.
Ihre Größe wird durch Probiereis ein für allemal festgestellt. Sie helfen auch die
durch gegenseitige Selbstinduktion in den Freileitungen bei der Messung etwa erzeugten
Spannungen auszugleichen.R, S, T are the three conductors of a three-phase line, their conductors
R at E has a grounding. It is assumed that this earth fault led to it
has that the three conductors manually or automatically in the two substations
Ul and U2 have been separated from the rest of the network. It concerns the officer
in the substation U1 now to determine the position of the earth fault E.
The sick phase R is known to him. The substation U2 receives the order from him,
to ground a healthy conductor, for example S, through a connecting line V.
He himself places an ohmic conductor between the same healthy conductor S and the earth
Resistance W. An adjustable contact K, slides on this. the one with the sick one
Conductor R is connected via a wattmetrical meter M. The second coil of this
Measuring device is connected to the terminals of an alternating current source G, which is connected to the ends of the
Ohmic resistance W is applied. The use of a special AC power source
and the wattmetric device 111 has the advantage that the measurement is not
can be influenced by other power sources. In addition, only the watt component is effective
one so that the wattless components are affected by the capacitance of the conductor
are caused, disturb less. Especially recommended for the AC power source
G the choice of a non-network frequency, so that also running in parallel, still under
Live lines of the network cannot have a disruptive influence.
In this circuit, the healthy conductor S forms the connecting line V and the
Earth return from U2 to U1 one branch of a Wheatstone bridge, the
Ohmic resistance W the other branch. The alternating current source is located on one diagonal
G, the other diagonal is through the earth fault E, one part of the line R
and the measuring instrument M is formed. The sliding contact K is set so that
the measuring device M is de-energized. The setting of the contact K then results
the ratio of the resistance of the earth return line between U1 and the earth fault
E to the resistance of the earth return line between U2 and the earth fault E plus the
Resistance of the sound conductor S. The total resistance of the earth return between
However, U1 and U2 as well as the resistance of the healthy conductor S are known. Consequently
the partial resistance gives the distance of the earth fault. Matching the Wheatstone Ashes
Bridge is always successful if the impedance of the earth return line and the impedance
of the sound conductor S have the same phase shift angle or, with others
Words when the ratio of the ohmic component to the inductive component is at
is the same for both. The particular value of the invention lies in the fortunate
Circumstances that this condition is indeed to some extent. is satisfied,
as experience has shown. Any differences that still exist can be
are eliminated or at least largely mitigated by auxiliary impedances Hl, H2.
Their size is determined once and for all by trying ice cream. They help that too
generated by mutual self-induction in the overhead lines during the measurement
Balance tensions.
Merkwürdigerweise ist der Ohmsche Widerstand einer Erdleitung für
Wechselstrom der Frequenz annähernd proportional. Man kann also auch durch Wahl
einer bestimmten Meßfrequenz die günstigsten Bedingungen für eine genügend genaue
Messung schaffen.Strangely enough, the ohmic resistance of a ground line is for
Alternating current approximately proportional to the frequency. So you can also by choice
a certain measuring frequency the most favorable conditions for a sufficiently accurate
Create measurement.